“生長”的建筑
——傳統墻面綠化技術在多層建筑應用中的探索

詹 敏

(福建晟業建筑設計有限公司 福建福州 350028)

“生長”的建筑
——傳統墻面綠化技術在多層建筑應用中的探索

詹 敏

(福建晟業建筑設計有限公司 福建福州 350028)

近年來，為應對社會發展與生態環境間日益激化的沖突，促進建筑在改善建成環境質量方面發揮積極作用，國內外的墻面綠化技術都得到了長足發展。結合我國社會經濟發展現狀與管理水平，對比新型與傳統墻面綠化技術的優劣，肯定了傳統墻面綠化技術應用的現實意義，并研究建立“基本綠化單元+構成化組合模式”的設計方法，探尋傳統墻面綠化技術在多層建筑中的普遍適用性。

傳統墻面綠化技術；基本綠化單元；構成化組合模式；普遍適用性

0 引言

伴隨著我國經濟的高速發展，環境問題逐漸加劇，社會與自然生態和諧健康發展的重要性日益突顯。各類建筑作為現代社會生產、生活的物質實體基礎，總量巨大、類型繁多，如何有效控制建筑全生命周期內對環境造成的負擔，成為當下建筑業的新課題。

墻面綠化技術作為一種綜合性的建筑節能環保措施，近年來有了長足進步，各種新技術層出不窮，但高昂的建設、管理成本和技術瓶頸成為其普遍推廣的障礙；而傳統墻面綠化技術具有造價低、維護易的經濟、技術優勢，符合我國社會經濟發展現狀。

本文通過對傳統墻面綠化技術的探索性研究，尋找一種可在教育、醫療、文化和居住等類型的多層建筑中廣泛應用的設計方法。

1 墻面綠化的作用

1.1 緩解“熱島效應”

城市土地的高強度開發及其稀缺性造成了建筑能耗不斷攀升與城市綠化空間不足的矛盾，迫使綠化從傳統的平面形式轉向立體綠化方向發展。墻面綠化提高了城市綠化覆蓋率，具有良好的生態效益。

1.2 改善建筑熱環境

炎炎夏季，墻面綠化形成天然的建筑外遮陽屏障，吸收并反射部分太陽輻射，而植物的蒸騰作用所吸收的熱能也有效降低建筑表面溫度。凜冽寒冬，植物落葉后，太陽輻射熱可順利到達建筑外墻與室內。通過植物的生物特性，減少了建筑能耗。

1.3 降噪吸聲

植物凹凸不平的表面可吸收大約25%的環境噪聲[1]，并大幅減少反射噪聲量。不同植物品種和配置形式產生的滯納灰塵能力有別，滯塵率在10%～60%之間[2]。

1.4 滯塵凈氣

植物可吸收空氣中的二氧化碳、二氧化硫、甲醛、一氧化碳等有害氣體，并釋放出氧氣，調節空氣濕度，從而提供更為怡人的環境。

2 國內外發展現狀

作為墻面綠化標志性工程的法國凱布朗利博物館,如圖1所示，800m植物墻[3]于2004年由生態學家、植物藝術家帕特里克·勃朗設計問世。2005年日本愛知世博會上，150m×12m的“生命之墻”[4]集中展示了當時世界最先進的墻面綠化技術。而后的歐美各國也就各類建筑物與構筑物的垂直綠化進行了相關的研究和應用，如意大利米蘭的“垂直森林”、阿姆斯特丹的“De Baarsjes”社區(圖2)、新加坡的“垂直農場”、首爾的綠色堡壘——Ann Demeulemeester shop等。

圖1 法國凱布朗利博物館

圖2 阿姆斯特丹的“De Baarsjes”社區

國內垂直綠化建設項目，大部分僅用于城市立交橋、各類護坡、建筑圍墻的綠化工程，標志性、實驗性建筑外立面和建筑局部裝飾工程。2010年的上海世博會主題館，以種植槽式墻面綠化技術塑造建筑東、西立面，總面積達5000多m2，是目前世界上最大的綠化墻，如圖3所示。

圖3 上海世博會主題館

3 墻面綠化技術的分類[5]

3.1 傳統墻面綠化

常為地栽，利用植物吸盤等器官或纏繞性能，任其自然生長，或者在牽引機構引導下生長，以完成墻面綠化的形式。

一個轉彎之后，王樹林輕拍著方向盤說，還是老話說的好，老馬識途，駕輕就熟。又覺得詞不達意，補充說，就像這車，坐上來無需磨合，一摸就有。

3.2 種植槽種植

(1)模塊式：預先將植物種植于各類形狀的種植槽模塊中，在植物基本成型后，將模塊按立面構圖設計安裝至墻面的結構框架上，形成最終綠化效果，如圖4-a所示。

(2)擺花式：一般用于墻面的臨時綠化或者園林花壇造景，植株更換方便，如圖4-b所示。

(3)攀爬或垂吊式：在墻面上固定種植槽，并于槽內種植攀爬或垂吊的藤本植物，如圖5-a所示。

(4)板槽式：與攀爬或垂吊式類似的墻面綠化形式，種植槽為V型板槽，板槽密度較攀爬式高，可種植各類草本植物，如圖5-b所示。

圖4-a 模塊式 圖4-b 擺花式

圖5-a 攀爬或垂吊式 圖5-b 板槽式

圖6-a 鋪貼式 圖6-b 布袋式

3.3 種植毯種植

主要有鋪貼式和布袋式，無需固定結構，將植物預先種植于種植毯或種植袋中，再掛至墻面即可完成墻面綠化，如圖6-a、6-b所示。

4 新型與傳統墻面綠化技術的對比分析

時下較為“流行”的新型墻面綠化技術主要為模塊式與種植毯(袋)式，具有可種植物品種豐富、成品周期短的優點。但種植基質容重與系統整體承載能力的限制導致其基質單薄，影響整體效果穩定性及持久性。施工工藝復雜、技術難點多，建設成本居高不下。種植基質面積基本與綠化覆蓋面積等同，水分蒸發速度快，需水量大，養護管理成本高，難度大，這些問題與我國社會整體經濟發展狀況之間的矛盾，嚴重制約其發展與實際應用。以上海世博會主題館為例，采用了模塊式種植技術，墻面綠化面積達5000多平方米，僅建設成本約為1000元/每平方米，一般性的建筑無法為其“買單”。

傳統綠化墻面技術一般采用綜合抗性強的攀援性藤本植物品種，具有穩定、持久的整體綠化效果。地栽或種植池種植土壤條件相對良好，在降低了水量需求的同時，使粗放型的后期管理養護模式得以實現，總體建設及運營成本相對低廉。但常規做法綠化效果單一，無法滿足人們日益提高的建筑審美需求。

新型與傳統墻面綠化技術各有優劣，具體如表1所示。

表1 各類型墻面綠化的技術、經濟對比

5 傳統墻面綠化技術的探索

綜上所述，傳統墻面綠化技術在當代中國具有技術、經濟優勢，但鑒于高層建筑外部水熱條件不穩定，植物生長環境較為惡劣，風壓較大，整體結構體系安全系數低，且各地城市規劃管理對高層建筑內花池的設置存在限制。基此，本文僅試圖通過結合成熟的屋面綠化種植技術，以“基本綠化單元+構成化組合模式”的設計方法，完成傳統墻面綠化技術在多層建筑中的應用探索。

5.1 基本綠化單元

基本綠化單元設置宜相對獨立，尺寸不宜過大，高度一般控制在3m～6m(一至兩層)，寬度可根據設計效果需求設置。單元尺寸控制的作用及意義主要為以下4個方面：

適應植物生長特性：各類攀援植物生長高度有限，適宜的高度設置保證墻面綠化覆蓋率和植物良好的生長態勢；

縮短綠化覆蓋時間:將墻面總綠化面積較為平均地分配至各綠化單元，使綠化整體效果完成時間大幅縮短；

保障安全：減少外界各類自然因素不良影響，降低植物自重對牽引支撐體系的荷載，提高固定結構的安全系數；

方便維護：基本綠化單元出現構件老化或損壞時，可獨立更換維修該構件，對整體立面綠化影響較小。

基本綠化單元的構成如下：

(1)綠化植物覆蓋層：作為墻面綠化最為重要的外在表現形式，宜選用多年生藤本植物，其外觀效果主要由種植物品種決定。以福建省為例，可選用紫藤、爬山虎、薜荔、美國凌霄、炮仗花等藤本植物；也可根據植物特性采用合栽技術，以獲得更為豐富的立面效果。植物的選擇需考慮花、葉的色彩與建筑主體色彩的協調。

(2)牽引支撐體系：采用離壁式(植物生長附著物與墻面脫離)設計，由牽引機構和支撐框架構成。牽引機構作為植物生長的界面，可采用網狀(如金屬網)、條狀(如合金型材)及輕質板材(如GRC板)等形式。支撐框架為固定牽引機構及生長于其上的植物覆蓋層的結構裝置，但需充分考慮牽引支撐體系材料的耐候、耐腐蝕性能，以保障整體結構的安全。離壁式設計可對植物生長進行有效的人工干預，保障完成效果；防止植物對墻面、門窗等維護結構的生長破壞；保證建筑透光通風；提供管理養護工作的安全、便利。

(3)種植池：為保證養護工作面的操作空間及植物生長的需求，種植池出挑距離宜≥0.90m(應用于外廊式建筑時，種植池出挑距離可適當縮小)，種植池內凈寬宜≥0.2m，凈深宜≥0.3m[6]，如圖7所示。具體構造可根據種植屋面做法進行簡化[7]，如圖8所示。

圖7 種植池平面示意圖

圖8 種植池構造圖

(4)種植基質：采用具有一定保肥、保水、透水、透氣性能的無機復合種植土或改良土，控制基質飽和水容重，以達成減小結構荷載、滿足植物生長條件和粗放型管理的主要目標。如：可用沙、珍珠巖、草炭、有機肥料(微生物肥料+蛭石)按體積比例1∶1∶2∶2混合制造的人工種植土壤，飽和水容重約為540kg/m3[8]。

(5)給排水及施肥系統：可采用澆灌、滴灌、滲灌等多種形式的灌溉系統，高層墻面易受風力影響，不宜采用噴灌系統，如圖9所示。排水系統可按種植屋面排水方式設計[7]，如圖10所示。在技術、經濟條件許可情況下，可將施肥系統與灌溉系統融合設置；反之，可于種植池內預留施肥孔，保證土壤的有機肥料的施肥操作便利。

圖9-a 滴灌示意圖 圖9-b 滲灌示意圖

圖10 水落口構造圖

(6)養護工作安全保障措施：由于墻面綠化養護管理需進行室外高空作業，應于種植池設置樓層墻面或結構構件處設置安全繩的固定構件，保障工作人員安全。若為山墻面綠化，則需在種植池的樓層墻面設置維護工作門，并于種植池周邊設置欄桿、欄板等維護設施。

5.2 立體構成化的基本綠化單元組合方式

植物生長需要時間的積累，通過對種植池及牽引機構進行多種形態變化組合設計，不僅可為綠化覆蓋完成時創造層次豐富的立面效果，同時也保證了工程完成初期，建筑物外立面的形式美感。

(1)牽引機構的形式：需結合考慮植物品種的選擇，植物的主要觀賞部位(花、葉、果)、攀援方式(吸盤、卷須、纏繞、鉤刺)等決定牽引機構的設計形式。如爬山虎，依靠吸盤附著，攀援能力強，適應各類型生長附著物，構成形式，如圖11-a、11-b所示。再如紫藤，花期紫穗滿垂，宜采用類似棚架的構成形式，如圖12-a、12-b所示。

圖11-a 剖面示意圖 圖11-b 立面形式示意圖

(2)種植池的形式：結合牽引機構設計，還需考慮木質、草質藤本植物所需土壤深度的不同需求。

圖12-a 剖面示意圖 圖12-b 立面形式示意圖

6 結語

建筑墻面綠化為本是人工產物的建筑物賦予了不斷生長的生物屬性。伴隨時間的流逝，建筑物在不同的季節、年代呈現不同的外部形象，實現了“垣無粉黛綠陰蔽，四季經年各不同”的立面效果。低技術、低成本的傳統墻面綠化技術具有成熟的客觀條件，在我國城市建設的未來之路上還可以長久地走下去。

[1] 劉佳妮.園林植物降噪功能研究[D].杭州：浙江大學，2007.

[2] 龐博，張銀龍，王丹.城市植物滯塵的研究現狀與展望[J].山東林業科技，2009(2):126-130.

[3] 劉學祥．綠化模塊在垂直綠化中的綜合應用[J].上海農業科技，2010(3):111-112,114．

[4] 巨大的綠化壁“BIO·LUNG(生命之墻)”[EB/OL].http://www.expo2005.or.jp/cn/eco/biolung．

[5] 付俊彗.北京墻面綠化新模式初探[D].北京：北京林業大學，2011.

[6] DBJ/T13-124-2010.城市垂直綠化技術規范[S].福州：福建省住房和城鄉建設廳,2010.

[7] 14J206 種植屋面建筑構造[S].北京:中國計劃出版社,2014.

[8] 殷麗峰，李樹華.屋頂綠化基質的選擇及綠化種植模式的建立[J]．風景園林，2006(4):46-49.

“GrowingArchitectures”——theexplorationofthetraditionalgreenwallmodelappliedinmultistorybuildings

ZHANMin

(Fujian ShengYe Architectural Design Co., Ltd.,Fuzhou 350028)

The technique of wall planting has made rapid progress in recent years.It alleviates the conflict problem between the development of society and the ecology environment and plays a positive role in improving the built environment .With the investigation on the economic and management condition in China,this paper had affirmed the value of the traditional green wall model ,according to compare with the new models.And build a model of “Basic greening unit+Composite pattern of three dimensional construction” to explore the general method in multistory building by the technique of wall planting.

The traditional technique of wall planting；Basic greening unit；Composite pattern of three-dimensional construction；General applicability

詹敏(1984.7- )，男，工程師。

E-mail:8569110@qq.com

2017-10-15

TU2

A

1004-6135(2017)12-0006-05